超深基坑施工過程中的承壓降水技術(shù)

趙 昊

中建三局集團(tuán)有限公司(滬)

超深基坑施工過程中的承壓降水技術(shù)

趙 昊

中建三局集團(tuán)有限公司(滬)

在超深基坑的施工中，降低承壓水是整個基坑施工中的一個重要問題。根據(jù)現(xiàn)場施工情況及對周邊環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析。連續(xù)調(diào)整開放式承壓水時間和水位，實(shí)踐表明，降水時間是與開挖密切配合的，施工時，按實(shí)際計算，確定承壓水的提取和停止泵送數(shù)值。確保結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的穩(wěn)定性。

超深基坑承壓；減壓井結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定性

1 減壓和降水方案

1.1 減壓井的配置基礎(chǔ)

穩(wěn)定條件：基坑底面底板對含水層頂板壓力值應(yīng)大于或等于承壓水的基礎(chǔ)頂推力。

1.2 減壓井的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求

(1)井口：井口應(yīng)高于地面0.50米，以防止地表水滲入井內(nèi)。井管一般是用高質(zhì)量的粘土或水泥漿封閉的，其深度不小于3米。(2)軸壁管：壁管為焊接鋼管，壁管為250毫米(內(nèi)徑)。(3)過濾器(過濾管)：采用橋式濾管，濾水管上覆蓋有一層60目的尼龍網(wǎng)，濾管的直徑與井壁的直徑相同。(4)降水管：降水管在防止沙堵塞過程中，過濾器起主要作用。沉淀管與過濾管的底部連接，其直徑與過濾管相同，長度為1米，筒底部有鐵沉淀口密封。(5)砂礫料(砂)：過濾管從底部到1米以上的部分用砂礫料回填。(6)粘性土的填土密封：在礫石砂面上方和優(yōu)質(zhì)的粘土表面進(jìn)行填充和壓實(shí)，并做好關(guān)閉工作外井口的工作。

2 降水減壓施工

2.1 抽水試驗(yàn)

抽水試驗(yàn)是根據(jù)基坑承壓水施工方案的要求，利用原有設(shè)計布置的7口威爾斯泵進(jìn)行的。本次抽水試驗(yàn)是非穩(wěn)定流的抽水試驗(yàn)。

2.1.1 抽水試驗(yàn)的目的。通過現(xiàn)場抽水試驗(yàn)測定承壓含水層的水文地質(zhì)參數(shù)，驗(yàn)證減壓井設(shè)計和布置的合理性。

2.1.2 抽水試驗(yàn)方法。利用非完整井的非穩(wěn)定流動進(jìn)行抽水試驗(yàn)，并在同一時間進(jìn)行坑內(nèi)水位觀測，歷時2769分鐘。

2.1.3 分布的合理性驗(yàn)證。開挖至設(shè)計標(biāo)高，根據(jù)抽水試驗(yàn)時測得的壓力水頭高度，開4個威爾斯泵(單井抽水量為600 m3/d)7d后，已能夠滿足基坑的要求需要降低承壓含水層水頭和基坑穩(wěn)定性的要求。當(dāng)設(shè)計高程的深基坑開挖到底時，只要增加2個威爾斯泵抽水(單井抽水能力為600立方米/天)1d后，也可以滿足需要，以減少深基坑的最高水位要求范圍。以上的分析計算結(jié)果表明：抽水試驗(yàn)只需6個威爾斯泵就能滿足工程深基坑的降水要求，所以相比于7個威爾斯泵的總體設(shè)計，可留下1口降水井備用威爾斯泵，安全儲備保證基坑穩(wěn)定。因此，合理地解釋這種降水井的設(shè)計和布局。

2.2 孔(井)施工技術(shù)及技術(shù)要求

選擇QJl50-1型鉆機(jī)及其配套設(shè)備，工程機(jī)械，孔和管壁的過程中，過濾管正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆井泥漿、復(fù)墾的礫石和黏土等鉆井技術(shù)。其過程如下：(1)測量位置：根據(jù)威爾斯泵布置的測量井，當(dāng)井點(diǎn)布置受地面障礙物或施工條件影響時，現(xiàn)場可進(jìn)行調(diào)整。(2)埋管：管口應(yīng)插入原狀土的底部，采用管外土或草編織密封，防止管內(nèi)回漿的施工。護(hù)口管上部應(yīng)高出地面0.10米～0.3米。(3)安裝鉆機(jī)：鉆機(jī)安裝應(yīng)穩(wěn)固水平，鉤對準(zhǔn)孔中心，鉤、旋轉(zhuǎn)臺和中心孔三點(diǎn)成一線。(4)鉆孔：鉆孔直徑550毫米。鉆孔時應(yīng)將吊鉤鋼絲繩，輕壓慢轉(zhuǎn)，以保證孔的垂直度。鉆井泥漿密度控制在1.10至1.15，當(dāng)起重鉆關(guān)閉時，孔必須用泥漿壓實(shí)，防止孔壁坍塌。(5)換漿：鉆孔至設(shè)計標(biāo)高后，提鉆前從在0.50米的一端開始沖孔清理，逐漸向鉆孔泥漿密度為1.10的沉孔機(jī)底部進(jìn)行，先打開空氣壓縮泵，水鉆管活塞中的水必須在洗井后從下部的濾水管的小孔進(jìn)入。當(dāng)活塞被拉動時，活塞可以在過濾區(qū)上下移動，沖擊孔壁是泥。當(dāng)活塞被拉出的水中有沙子時，用空氣壓縮機(jī)泵洗井，吹出沉積在管底部的沙子，直到水中沒有沙子為止。(6)一次泵送試驗(yàn)：在施工完成后，及時下放潛水泵、布設(shè)排水管、電纜等。抽、排水系統(tǒng)安裝完成后，即可啟動抽水試驗(yàn)。(7)排水：洗滌和排水操作應(yīng)使用管道排水，排水管周圍的工地通過排水管道外的市政管道入口排水。

2.3 沉淀的操作

2.3.1 試運(yùn)行。(1)在試驗(yàn)運(yùn)行前，準(zhǔn)確定位井口和地面標(biāo)高，仍需降水的水位，然后開始嘗試檢查抽水設(shè)備，確保抽排系統(tǒng)能滿足降水的要求。(2)定位結(jié)束后，開始水泵的抽水試驗(yàn)，以防止過濾器堵塞濾管。(3)抽水試驗(yàn)結(jié)束，根據(jù)降水的影響，如果威爾斯泵的數(shù)量不能滿足降水施工的要求，可以調(diào)整或采取補(bǔ)救措施。

2.3.2 泵操作。由于該基坑施工結(jié)構(gòu)的反演方法，當(dāng)施工時間較長的基坑開挖時，可以減少對地面沉降的影響，泵的操作應(yīng)根據(jù)基坑開挖深度要求改變抽水效果。通過檢查基坑開挖的穩(wěn)定性，基坑開挖到15.95米時，根據(jù)頂板上頂力與地下含水層的單位土荷載，應(yīng)該開始抽水作業(yè)。在抽水作業(yè)過程中，根據(jù)不同開挖深度的開挖深度控制，需要降低水頭值，增加威爾斯泵數(shù)。在泵運(yùn)行過程中，對Y7威爾斯泵動水位逐日觀測，水位的深度與開挖深度應(yīng)根據(jù)降低水位值，調(diào)整威爾斯泵數(shù)，并及時分析原因。

2.3.3 降水曲線。操作過程中的沉淀，根據(jù)水深記錄每日價值曲線的水位和降雨的時長，Y7井測量值的動態(tài)水位和計算水位深度的計算，威爾斯泵對應(yīng)的數(shù)字表明，動態(tài)測量水的深度接近動水位深度，水頭的高度降低了計算值與實(shí)際情況相符。

4 結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場施工情況和周邊環(huán)境監(jiān)測對壓力的時間和量化數(shù)據(jù)分析，對承壓水的水位控制非常好，保證了結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的穩(wěn)定，保證了地鐵2號線的正常運(yùn)行。實(shí)踐表明，深基坑承壓水問題是整個基坑施工中的一個重要問題。必須認(rèn)真對待，并通過現(xiàn)場非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)確定承壓水的滲流系數(shù)。其次，降水的時間是與基坑的開挖和施工密切配合的，根據(jù)實(shí)際計算確定承壓水的抽排和停泵數(shù)值。密閉水的提取效果雖然不是直接影響周圍環(huán)境，但影響范圍比較大，施工時必須謹(jǐn)慎。

[1]秦夏強(qiáng).超深基坑工程承壓水控制實(shí)踐與研究《西安建筑科技大學(xué)》- 2008

[2]長江漫灘高承壓水超深基坑分區(qū)組合式降水關(guān)鍵技術(shù)研究郭立華-《低碳世界》